[其他]電阻—氧化物—半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101986000001937
• 申請(qǐng)日: 1986-03-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN86101937B
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉安祚;楊長(zhǎng)根
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西大學(xué)
• 代理公司: 江西省專利服務(wù)中心
• 代理人: 郭毅力;喻尚威

一種絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其柵極由電阻材料構(gòu)成。在電阻柵極垂直于源漏聯(lián)線方向的端線的兩端制作了兩個(gè)歐姆接觸電極作為雙柵端，其結(jié)構(gòu)和功能上是等效的。本器件具有不截止、遙截止或銳截止轉(zhuǎn)移特性，可根據(jù)需要獲得所需的截止電壓值和跨導(dǎo)值，兩個(gè)柵端可同時(shí)作為控制柵和信號(hào)柵使用。本器件的應(yīng)用擴(kuò)大了場(chǎng)效應(yīng)管的應(yīng)用范圍，可使電路得到簡(jiǎn)化，能有效地解決大信號(hào)堵塞、自動(dòng)增益控制動(dòng)態(tài)范圍窄等問(wèn)題。

本發(fā)明涉及一種絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其柵極是由電阻材料構(gòu)成。

在山田隆明1976年12月21日發(fā)表的美國(guó)專利US3999210上公開(kāi)了一種電阻-氧化物-半導(dǎo)體絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管，該器件的柵極由電阻材料構(gòu)成，并在沿源漏方向的柵極兩端點(diǎn)設(shè)置兩個(gè)柵極引入電極，工作時(shí)在此兩電極加不同的電位，則溝道內(nèi)形成一沿源漏方向變化的調(diào)制溝道電導(dǎo)的電場(chǎng)，以達(dá)到在寬頻范圍內(nèi)具有線性阻抗特性的目的。

本發(fā)明的目的則是提供一種具有不截止、遙截止或銳截止轉(zhuǎn)移特性的絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

本發(fā)明的目的是用標(biāo)準(zhǔn)的MOS平面工藝實(shí)現(xiàn)的。與MOS管的不同是它的柵極是由電阻材料構(gòu)成，而與前述現(xiàn)有技術(shù)的不同之處是，在該電阻柵垂直于源漏聯(lián)線方向的端線的兩端制作兩個(gè)歐姆接觸電極（見(jiàn)圖1），作為本發(fā)明場(chǎng)效應(yīng)管的兩個(gè)柵極引入電極，而且電阻柵層的電阻率是均勻的，工作時(shí)在此兩電極加上不同的電位，則由柵壓提供的調(diào)制溝道電導(dǎo)的電場(chǎng)是一個(gè)沿著垂直于源漏聯(lián)線方向的線性勻變電場(chǎng)。

本發(fā)明的場(chǎng)效應(yīng)管所具有的不截止、遙截止或銳截止轉(zhuǎn)移特性，可以用以下敘述加以說(shuō)明。

以n溝道增強(qiáng)型為例考察溝道元dz（見(jiàn)圖2）。由于溝道dz上的柵極各點(diǎn)電位均為同一數(shù)值V（z），顯然此溝道元與源、漏極之組合為一微MOS管。根據(jù)MOSFET理論，其飽和時(shí)的漏電流為

這里VT為各微MOS管所具有的相同的閾值電壓。

設(shè)定V₁＞V₂時(shí)，且有

注意到本發(fā)明場(chǎng)效應(yīng)管溝道部分導(dǎo)通時(shí)的轉(zhuǎn)移特性狀況，即V₁＞VT＞V₂時(shí)，O～Z′區(qū)間溝道導(dǎo)通，Z′～W區(qū)間溝道截止的轉(zhuǎn)移特性狀況。如果選取VD_ss滿足

V_DSS≥V₄（0）-V₁＝V₄₁-V₁……（3）

那么，Z＝0處的微溝道元處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，然而，對(duì)于所有微溝道元，它們的源漏電壓均為VD_SS，又因?yàn)镺-Z′區(qū)間的各微MOS管的V（z）都小于V₁而大于VT，即滿足

V_DSS≥V₄（Z）-V_T，O＜Z＜Z′……（4）

所以，O～Z′區(qū)間的溝道元都處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)。但在Z′～W區(qū)間，由于V（z）＜VT，尚未形成強(qiáng)反型溝道，仍處于截止?fàn)顟B(tài)。所以根據(jù)（1）可得，

顯然，當(dāng)V₁選定后，1D_sat～V₂為雙曲線的一支，即器件呈現(xiàn)出不截止的轉(zhuǎn)移特性。

以上討論是把V₁、V₂作為兩個(gè)獨(dú)立的變量設(shè)定的。如按圖3所示的偏轉(zhuǎn)電路工作，則有

式中N＝R/Rgg，Rgg為柵電阻，代入式（5）可得

注意到N和Eg的可選擇性，適當(dāng)選取N或Eg的值，就可以任意調(diào)節(jié)截止電壓，也即可以得到本發(fā)明場(chǎng)效應(yīng)管的遙截止或銳截止轉(zhuǎn)移特性。